C++——引用

引用的概念

引用不是新定义一个变量，而是给已存在的变量取一个别名，编译器不会因为引用变量而开辟内存空间，它和它引用的变量公用同一块空间。

相当于是给被引用的变量取了一个小名，但是相当于是同一个变量。

类型& 引用变量名（对象名） = 引用实体

void TestRef()

{

int a = 10;

int& ra = a;// 定义引用类型

printf("%p\n",&a);

printf("%p\n",&ra);

}

注意：引用类型必须和引用实体是同种类型的数据。

对引用变量的修改就是对引用实体的修改

这里可以对输出型参数进行应用

1.交换函数

void Swap(int& x, int& y)

{

int tmp = x;

x = y;

y = tmp;

}

int main()

{

int a = 10, b = 20;

Swap(a,b);

cout << "a = " << a << endl << "b = " << b;

}

2.单链表

本来，对于单链表的pushback而言，我们要传入二级指针

typedef struct SListNode

{

SLDataType data;

struct SListNode* next;

}SLnode;

void SLPushBack(SLNode** pphead, SLDateType x)

{

SLNode** pphead, SLDateType x;

if (*pphead == NULL)

{

*pphead = newnode;

}

else

{

SLNode* tail = *pphead;

while(tail -> next != NULL)

{

tail = tail -> next;

}

tail -> next = newnode;

}

}

有了引用，我们就可以这样写

typedef struct SListNode

{

SLDataType data;

struct SListNode* next;

}SLnode;

void SLPushBack(SLNode*& phead, SLDateType x)

{

if (phead == NULL)

{

phead = newnode;

}

else

{

SLNode* tail = phead;

while(tail -> next != NULL)

{

tail = tail -> next;

}

tail -> next = newnode;

}

}

引用特性

1.引用在定义时必须初始化

void TestRef()

{

int a = 10;

// int&ra ；//该条语句编译时会出错

int& ra = a;

int& rra = a;

}

2.一个变量可以有多个引用

还可以给别名再取别名，这样，所有的名字其实都指的是同一个变量。

3.引用一旦引用一个实体，再不能引用其他的实体

常引用

void TestConstRef()

{

const int a = 10;

//int& ra = a; //该语句编译时会出错，因为a为常量

const int& ra = a;

//int& b = 10; //该句编译时会出错，因为b为常量

const int& b = 10;

double b = 12.34;

//int& rd = d; //该语句编译时会出错，因为类型不同

const int& rd = d;

}

做返回值

正常情况下的传值返回：

int Count()

{

int n = 0;

n++;

return n;

}

int main()

{

int ret = Count();

cout << ret << endl;

}

如果将代码改成

int& Count()

{

int n = 0;

n++;

return n;

}

int main()

{

int ret = Count();

cout << ret << endl;

cout << ret << endl;

}

此时，相当于是Count函数的返回值是n的一个引用

虽然短期内可以返回正确的值

但是，我们知道，出了Count函数后，n变量就会被销毁，此时我们利用它的引用取访问它，其实就相当于之前的野指针问题，会有很大的安全问题。

如果将代码再改成下面的情况：

int& Count()

{

int n = 0;

n++;

return n;

}

int main()

{

int& ret = Count();

cout << ret << endl;

cout << ret << endl;

}

相当于ret和返回值都是n这个变量

第二次访问的时候出现了随机值。

因为cout输出本身也是调用了函数，在Count函数调用完后，它的栈帧销毁了（其中也包括n的那块空间），紧接着cout开始调用函数，这时，cout调用的函数的栈帧就可能会将之间的Count所在的栈帧进行覆盖，同理，n所在的那块栈帧就可能会被各种值覆盖，因此，第二次通过n的引用访问n时，就会有可能得到一个随机值。

错误示范

int& Add(int a, int b)

{

int c = a + b;

return c;

}

int main()

{

int& ret = Add(1,2);

Add(3,4);

cout << "Add(1,2) = " << ret << endl;

return 0;

}

同样的道理，在不清栈帧的情况下，Add（1，2）函数执行的时候开辟的栈帧的c所在的空间，会被后面再次调用Add（3，4）时覆盖，得到7。

结论：

如果函数返回时，出了函数作用域，如果返回对象还在（还没还给系统），则可以使用引用返回，如果已经还给系统了，则必须使用传值返回。

什么情况下可以使用传引用返回

1.返回的变量是全局对象（这样出了函数，变量并不会被销毁）

2.返回的对象是静态对象

传引用传参的作用(任何时候都可以)

1.提高效率

2.输出型参数（形参的修改，影响的实参）

传引用返回的作用（出了函数作用域对象还在才能用）

1. 提高效率

2.可以修改返回对象：

小例：单链表的访问和修改：

单链表：

struct SepList

{

int *a;

int size;

int capacity;

};

c语言：

//访问第i个位置的值

int SLAT(struct SepList* ps, int i)

{

assert(i < ps->size);

return ps->a[i];

}

//将第i个位置的值修改为x

void SLModify(struct SepList* ps, int i, int x)

{

assert(i < ps-> size);

ps->a[i] = x;

}

c++引用：

//访问或修改第i个位置的值

int& STAT(struct SepList* ps, int i)

{

assert(i < ps -> size);

return ps->a[i];

}

此时，引用返回如果想要修改第i个位置的值,则直接修改即可，因为函数的返回是ps->a[i]的一个引用，所以此函数既可以访问，也可以修改。

STAT(ps,i) = 1;

在引用的过程中，权限可以平移，可以缩小，但不可以放大

小例：

int main()

{

const int a = 0;

//权限的放大：本来a变量不可以修改的，但是引用变量b是可以被修改的，所以这里不能这么写

int& b = a;

//权限的平移：这里b和a都不能被修改，所以权限是相同的，可以这样写

const int& b = a;

//权限的缩小：本来a是可以被修改的，但是引用变量b不可以，这样就会把a的权限缩小，但是这样是合法的

int a = 0;

const int& b = a;

return 0;

}